電子工作の知恵袋

 
 

 

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電子工作の知恵袋

 

 電子部品の基本 その5

コイルとコンデンサの交流性質

 


直流に対しては最終的にコイルの抵抗値はほぼゼロで、コンデンサの抵抗値は無限大になります。

では、交流電圧が印加されるとどうなるでしょう。
コイルは交流の周波数が高くなると抵抗値が大きくなる性質があり、コンデンサは周波数が高くなると抵抗値が小さくなる性質と、互いに反対の性質を持っています。


 

 

1)交流における電圧と電流の位相


コイルとコンデンサの交流に対する性質を知る上で重要な項目として、電圧と電流の大きさ以外に、電圧と電流の位相差があります。

交流の電圧や電流は大きさが時間によって変化し1周期ごとにその変化を繰り返します。

1周期は円1週の角度で表し、「度」もしくは「ラジアン(π)」が使われます。
「度」の場合は1周期が「360度」、ラジアンの場合は1周期が「2π」になります。





上図は交流の最も代表的なサイン波の電圧と電流の波形です。
構成する回路によっては電圧と電流の波形にずれ発生する場合があります。
このずれを「位相差」と言います。
上図の場合は電圧に対して電流が時間的に遅れているので、「位相が遅れている」と言います。

 

2)周波数と電流の大きさ


受動素子でも述べましたが、周波数による電流の大きさは、抵抗、コイル、コンデンサで違ってきます。





抵抗は、周波数に対する変化がありませんが、コイルとコンデンサは周波数の高低で電流値が変化します。



3)電圧と電流の位相


1)で述べた電圧と電流の位相差の関係が、抵抗、コイル、コンデンサでは異なります。






(a)の抵抗回路では、電圧と電流の位相は同じで位相差は発生しません。

(b)のコイル回路では、電圧の位相に対して電流の位相が 90°遅れます。

(c)のコンデンサ回路では、電圧の位相に対して電流の位相が  90°進みます。

コイルとコンデンサに同じ電圧を加えると流れる電流は互いに180°の位相差になり、同じ電流を流すとそれぞれの両端に発生する電圧は互いに180°の位相差になります。






ここにきて、わけわからないと頭がパンクしそうになっている読者の方は聞き流す程度で行きましょう。
電流と電圧の位相だの、周波数で挙動が違うだのと、初心者の方には理解の範疇を飛び越えているかもしれません。
位相や周波数もそうですが、実際に電圧や電流を測定したことのない方には、机上の理論や説明だけではわかりにくいものです。

電子工作に興味のある方は、できる限り部品を手に入れて実際に測定してみることをおすすめします。
言葉で100時間説明するより、実際に経験すると一度で納得できますよ。



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